全球首款3nm芯片即将步入量产，初期良品率表现会比之前 5nm(N5)制程的初期更好

8月18日，台积电(中国)有限公司副总监陈芳在2022年世界半导体大会上表示，N3(又称3nm)芯片将在今年下半年量产，已经对部分移动和HPC(高性能计算)领域的客户交付，如果有手机的客户当下采用3nm芯片，明年产品就能问世。

台积电已经占据了全球一半以上的芯片产能，尤其在14nm及以下的先进芯片领域。目前唯一能与台积电在先进技术上竞争的是三星电子。根据彭博社报道，三星电子也表示在今年下半年量产3nm芯片，但尚未有客户交付的消息。

3nm技术已经是全球半导体的“无人区”。按照台积电技术路线图，3nm芯片的上一代是5nm芯片，台积电5nm芯片已在2020年量产。相较于5nm，3nm芯片的晶圆密度高出1.3倍，在相同速度下功耗降低30-35%，在相同功耗下速度提升15-20%。由于3nm具有显著的速度和功耗提升，该公司发现很多来自移动和HPC的客户都在积极采用，该公司预计3nm的NTO(New Tape Out，指新产品流片)是同一时期5nm的两倍。

根据台积电提供的技术路线图，在N3之后，该公司会继续推出N3E、N3P、N3X三个版本，例如：N3E是N3芯片的加强版，也将为智能手机和HPC应用提供完整的平台支持。台积电在今年二季度财报会上表示，N3E的客户参与度很高，批量生产计划将在N3之后的1年左右进行，预计这三个版本会陆续在2025年之前进入量产。

陈芳表示，3nm系列的创新主要在于这种工艺使用了FINFLEX技术，可以在提升密度的情况下维持速度和功耗的平衡。

台积电2nm芯片也在规划中，陈芳表示，相较于N3E，2nm元件在相同功耗下会有10%-15%速度提升，在相同速度下会有25%-30%的功耗降低，晶元密度高出1.1倍，2nm芯片预计在2025年进入量产。

台积电(中国)有限公司技术总监陈敏在会上表示，台积电依然在加大全球化的生产布局。根据公开资料，3nm、2nm的生产位于中国台湾的新竹和台南地区。总体上看，台积电7nm及以下的先进制程芯片产能分布于中国台湾和美国地区，相对成熟的芯片制程分布在中国台湾、中国南京和日本地区。

产能扩张的速度在加快，台积电(南京)有限公司经理苏华表示，自2020年起台积电每年新建工厂数量从2座增加为6座，其中不仅是先进芯片，台积电如今也在大力扩充成熟芯片的产能。

半导体技术沿着摩尔定律向前演进，台积电正在投入的2nm代表着全球走在最前沿的芯片技术，但这并不意味着成熟芯片将会被淘汰。陈敏表示，在AI和5G的加持下，半导体被汽车、工业等更多行业海量使用，这些行业不只采用先进芯片，对成熟芯片的需求也在增加。所以台积电的策略是，持续研发最先进的工艺，为客户提供最先进的芯片，同时也增加成熟制程芯片的投资。

陈敏表示，由于疫情、地缘政治影响，供应链管理变得愈加重要，更多客户通过调整库存方式增加供应链灵活度，但也需要在增加供应链灵活度和增加成本之间取得一个平衡。而与供应链齐心合作，也是台积电一直以来成功的秘诀，台积电的态度依然是和客户建立长期合作伙伴关系，这一点不会发生变化。

据供应链消息，台积电3nm制程的首家大客户依然是苹果，首波产能也全被苹果包下，而英特尔等其他六家重量级大客户将于2023、2024 年采用。台系耗材业者普遍看好，以目前订单状况来看，对应3nm制程的产品在第四季贡献将更为显著。

尽管市场频频传出台积电3nm制程扩产延宕的消息，但台积电多次重申一切按照计划进行中。据供应链消息，台积电3nm制程的首家大客户依然是苹果，首波产能也全被苹果包下，而英特尔等其他六家重量级大客户将于2023、2024 年采用。台系耗材业者普遍看好，以目前订单状况来看，对应3nm制程的产品在第四季贡献将更为显著。

随着终端需求降温、半导体库存水位不断飙升，产业景气度开始下滑，外界也尤为关注晶圆代工龙头大厂台积电在先进制程布局是否受到影响。据设备供应链透露，台积电N3(3nm)将如期在第三季度量产，初期月产能约5~6万片，苹果仍为首发客户，现有两颗晶片排定生产，有可能是M2系列处理器。

N3E部分，进度也相当顺利，有机会在明年第二季量产，明、后年苹果新iPhone所搭载的A17处理器、以及MAC产品线搭载的M2及M3系列处理器都将采用台积电N3家族制程。其他大客户也预计导入较具成本效益且能效更高的N3E制程。其中台积电为英特尔代工的3nm产品将在明年下半年量产，而英伟达、AMD、高通、联发科、博通等大客户，也预计在明、后年陆续完成新芯片开案。

台积电近年积极推动供应链在地化，不少台系耗材厂商纷纷窜出头角，包括中砂、家登、光洋科技、意德士、滤能都顺利打入先进制程供应链且获连续性采用，且合作范围更一路推展到2nm世代。

以中砂为例，该公司同时供应再生晶圆及钻石碟产品，其中高规格钻石碟新品，采特殊处理方式，可防止金属污染，且研磨效率佳、稳定性高，搭配前几年投资与客户相同的先进化学机械平坦化(CMP)设备效益显现，因此获得大客户连续性及扩大采用。

此外，EUV(极紫外光)光刻技术已成先进制程标配，家登在EUV光罩盒市占率达七成，将持续受惠。业内分析，台积电从N7+制程开始导入EUV技术，跨入新一制程世代，每片晶圆所采用的EUV光罩层数也越来越多，5nm约12~14层，3nm更需要到20-24层，加上英特尔、头部存储大厂也陆续导入EUV制程，有望带动家登接单动能续旺。

至于光洋科技，该公司与台积电先进制程的合作则从7nm开始，并取代美、日大厂，成为台积3nm靶材供应商。根据预计，该公司半导体前段客户工缴营收占比上半年约达6%，随着大客户先进制程逐步放量，第四季有望提升到8~10%，明年下半年则进一步提升至12~15%。

据中国台湾《工商时报》报道，台积电 3nm(N3)制程在完成技术研发及试产后，预计第三季下旬投片量开始大幅拉升，第四季月投片量将达上千片水准，开始进入量产阶段。

半导体设备业者指出，以台积电 N3 制程试产情况来看，预期 9 月进入量产后，初期良品率表现会比之前 5nm(N5)制程的初期更好。

台积电总裁兼联合行政总裁魏哲家此前也表示过，台积电的 N3 制程进度符合预期，将在 2022 年下半年量产并具备良好良品率。在 HPC(高性能计算机群)和智能手机相关应用的驱动下，N3 制程 2023 年将稳定量产，并于 2023 年上半年开始贡献营收。

同时，N3E(3nm 加强版)制程将作为台积电 3nm 家族的延伸，其研发成果也优于预期，具有更好的效能、功耗和良品率，将为智能手机和 HPC 相关应用在 3nm 制程时代提供完整的支持平台。N3E 制程将在 2023 年下半年进入量产，苹果及英特尔会是主要的两大客户。

IT之家了解到，7 月底三星就宣布了已经量产了 3nm 工艺，是业界首家采用全环绕栅极晶体管架构的半导体企业，但有专家透露，在采用 3nm 制程工艺代工时，三星电子当前的主要任务仍是提高良品率。

据《工商时报》报道，台积电 3nm 仍然采用了鳍式场效晶体管(FinFET)架构，但 N3 制程已采用创新的 TSMC FINFLEX 技术，将 3nm 家族技术的 PPA(效能、功耗效率以及密度)进一步提升，

同时台积电在 2022 技术研讨会上还表示，3nm 制程技术推出时，在 PPA 及晶体管技术上，都将会是业界最先进的技术，有信心将 3nm 家族成为台积电另一个大规模且有长期需求的制程节点。